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1、来自宇宙的射线来自宇宙的射线问问1：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质请同学们回忆射线的本质请同学们回忆问问2：放射线是看不见的，我们是如何探放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？知放射线的存在的呢？ 问问2：放射线是看不见的，我们是如何放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？探知放射线的存在的呢？ 问3：这些些现象主要有哪些呢？象主要有哪些呢？1威耳逊云室威耳逊云室问：问：（1）构造是什么？构造是什么？ （2）基本原理是什么？基本原理是什么？ （3）怎样才能观察到射线的径迹？怎样才能观察到射线的径迹？l构造构造: 威耳
2、逊云室主要部分是一个圆筒状容威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹。室内由光源通过旁边的窗子运动的径迹。室内由光源通过旁边的窗子照明少量放射性物质（放射源）放在子照明少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入）侧壁的窗口射入） 。点评：点评：我们在日常生活中应多注意培养观我们在日常生活中应多注意培养观察的良好习惯。察的良好习惯。 l过饱和汽过饱和汽 在一定温度下，超过该温度饱
3、和汽在一定温度下，超过该温度饱和汽所应有的密度而仍不液化或凝华的蒸气。由于它所应有的密度而仍不液化或凝华的蒸气。由于它的密度对应于较高温度时饱和汽的密度，所以过的密度对应于较高温度时饱和汽的密度，所以过饱和汽又称饱和汽又称“过冷蒸气过冷蒸气”。在通常情况下，当温。在通常情况下，当温度降低到使未饱和汽成为饱和汽后，如果继续度降低到使未饱和汽成为饱和汽后，如果继续 减小汽的体积或降低环境温度，蒸气就凝结为液减小汽的体积或降低环境温度，蒸气就凝结为液体。这是因为一般蒸气中都含有尘埃和杂质，成体。这是因为一般蒸气中都含有尘埃和杂质，成为蒸气的凝结核。而对于纯净的蒸气来说，由于为蒸气的凝结核。而对于纯净
4、的蒸气来说，由于没有凝结核，在降温中会形成过饱和气。过饱和没有凝结核，在降温中会形成过饱和气。过饱和汽是不稳定的，如果其中有凝结核出现，就会马汽是不稳定的，如果其中有凝结核出现，就会马上发生凝结，使蒸气回到饱和状态。在原子核物上发生凝结，使蒸气回到饱和状态。在原子核物理研究中观测微观粒子径迹的理研究中观测微观粒子径迹的“威尔逊云室威尔逊云室”就就利用了过饱和汽的这一特点。利用了过饱和汽的这一特点。l实验时，先往云室里加少量的酒精，使实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，迅速向下运动，室内气体由于
5、迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹。就显示出了射线的径迹。 这种云室是英国物理学家威耳种云室是英国物理学家威耳逊（18691959）在）在1912年年发明的，故叫做威耳明的，故叫做威耳逊云室云室l注意：注意：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述在云室看到的只是
6、成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身阅读课本阅读课本P74 图图19.32甲、乙两图：甲、乙两图：射线、射线、射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因。并分析其原因。我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质。把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的质。把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；根据弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量径迹的曲率半径的大小，还可以
7、知道粒子的动量的大小。的大小。 1972年我国云南宇宙射线实验站，就是年我国云南宇宙射线实验站，就是利用建在利用建在3200米高山上的大型磁云室装置，发米高山上的大型磁云室装置，发现了一个质量是十倍质子质量的重粒子现了一个质量是十倍质子质量的重粒子2气泡室气泡室-高能物理实验的最风行的探测设备 阅阅读读课课文文，比比较较气气泡泡室室的的原原理理同同云云室室的的原原理理l教材中图教材中图19.319.33 3为粒子经过气泡室时的径迹照为粒子经过气泡室时的径迹照片，人们根据照片上记录的情况，可以分析出片，人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况粒子的带电、动量、能量等情况
8、控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸于液体的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。就有气泡形成。气泡室在观察比较稀少的碰撞事件气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件。好得多的机会来摄取所寻找的事件。注意：注
9、意：我们运用了类比和比较的方法来分析未知我们运用了类比和比较的方法来分析未知的知识，从而得到新的认识。的知识，从而得到新的认识。 3盖革盖革 米勒计数器米勒计数器l阅读教材阅读教材“盖革盖革米勒计数器米勒计数器”部分的内容，部分的内容，回答以下问题：回答以下问题： （1）盖革）盖革 米勒计数管的构造如何？米勒计数管的构造如何？ （2）盖革）盖革 米勒计数管的基本原理是什么？米勒计数管的基本原理是什么？ （3）GM计数器的特点是什么？计数器的特点是什么？GM计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的。检测放射性是很方便的。GM计数器只能用来计数，
10、而不能区分射线的计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类。种类。GM计数器不适合于极快速的计数。计数器不适合于极快速的计数。lGM计数器的特点：计数器的特点： 另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读 随着科学技术的发展，探测射线的手段不断随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机改进，近年来，由于探测仪器大
11、都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化课后查阅有关资料，了解更精确的探测放射课后查阅有关资料，了解更精确的探测放射线的方法。线的方法。 课堂小结课堂小结 1知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象一些现象.2知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到当的仪器探测到3了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理本原理随堂练习强化巩固随堂练习强化巩固 l1、云室利用的是射线的什么本领、云室利用的是射线的什么本领?云室里云室里为什么是干净的空气为什么是干净的空气?l2、在云室看到的径迹是射线本身吗、在云室看到的径迹是射线本身吗?根据根据径迹，我们可以知道粒子的哪些性质径迹，我们可以知道粒子的哪些性质?l3、为什么射线粒子进入盖革管中可以产生、为什么射线粒子进入盖革管中可以产生大量电子大量电子?作业：作业： l1、复习本节课文。l2、完成课本问题与练习13l3、查阅资料了解其他探测射线的方法。
